к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Атомный фактор

Атомный фактор - величина, характеризующая способность изолированного атома или иона когерентно рассеивать рентгеновское излучение, электроны, нейтроны. Величина А. ф. и его зависимость от угла рассеяния111998-343.jpg и длины волны излучения 111998-344.jpg определяются физ. природой взаимодействия излучения с атомом. А. ф. определяет интенсивности дифракц. максимумов и их зависимости от 111998-345.jpg (см. Дифракция рентгеновских лучей, Дифракция частиц), он играет важную роль в рентгеновском структурном анализе, электронографии, нейтронографии.

Общее для всех типов излучения выражение для атомного фактора f(s)находящегося в определ. точке пространства атома в борновском приближении теории рассеяния имеет вид:

111998-346.jpg

где 111998-347.jpg - распределение плотности рассеивающего компонента в атоме, 111998-348.jpg - вектор рассеяния,111998-349.jpg и 111998-350.jpg - волновые векторы падающей и рассеянной волн соответственно; величину s определяет угол рассеяния 111998-351.jpg:111998-352.jpg (рис. 1). При рассеянии на кристалле 8 равен вектору обратной решётки у (см. Брэгга - Вульфа условие).

111998-353.jpg

Рис. 1. Рассеяние излучения в точках В и D атома. Разность хода между лучами, рассеянными в точках В и D, равна111998-354.jpg.

Множитель К определяется взаимодействием излучения с атомом; r - радиус-вектор точки пространства, в к-рой происходит рассеяние волны. А. ф. (1) учитывает только потенциальное рассеяние излучения (без учёта возможных резонансных механизмов рассеяния). Выражение (1) приобретает более простой вид, если считать, что функция плотности r(r)сферически симметрична:

111998-355.jpg (2)

причем f(s)становится функцией скалярного аргумента 111998-356.jpg Множитель 111998-357.jpg под интегралом свидетельствует о том, что наиб вклад в А ф вносят внутр области атома Из (2) следует также, что А ф. монотонно убывает с ростом s Это связано с тем, что волны с длиной 111998-358.jpg(а - радиус атома или к--л. др. рассеивающей области), рассеянные разл. точками (напр , В и Д на рис 1) на угол111998-359.jpg . имеют сдвиг фаз и поэтому частично взаимно погашаются В этом и состоит физ. смысл А ф. Поскольку (1) представляет собой фурье-образ функции плотности рассеивающей материи, то по эксперим зависимостям А ф от 111998-360.jpg можно определить111998-361.jpg.

Рентгеновское излучение рассеивается электронами атома, следовательно, рентгеновский А. ф. 111998-362.jpg зависит от распределения электронной плотности в атоме 111998-363.jpg (где 111998-364.jpg -волновая функция электронов в атоме) и монотонно возрастает с увеличением ат. номера Z элемента. Для линейно поляризованных рентгеновских лучей множитель К равен амплитуде рассеяния эл--магн. излучения одним свободным электроном: 111998-365.jpg, где е и те - заряд и масса электрона соответственно, а 111998-366.jpg-угол между волновым вектором рассеянной волны ks и направлением электрич поля К падающей волны. 111998-367.jpg обычно выражается в относит. единицах амплитуды рассеяния s-поляризованной волны 111998-370.jpg одним свободным электроном (рис. 2).


111998-368.jpg

Рис. 2. Зависимости 111998-369.jpg Пунктиром показаны те же зависимости с учетом температурного фактора для базоцентрированной решетки Fe. Дебаевская температура 355 К.

При рассеянии на угол111998-371.jpg= О, когда все электроны рассеивают в фазе, 111998-372.jpg равен числу электронов в

атоме: 111998-373.jpg . Абс. величина111998-374.jpg111998-375.jpg см.

Если частота излучения близка к частоте K- или L-края поглощения (см. Рентгеновские спектры ),то А. ф увеличивается за счет аномальной дисперсии на величину 111998-376.jpg . В первом приближении 111998-377.jpg не зависят от угла рассеяния111998-378.jpg (рис. 2), т. к. радиусы К- и L-оболочек обычно много меньше 111998-379.jpg. При достаточной близости к краю поглощения поправка на аномальную дисперсию может быть порядка потенциального вклада в А. ф.

Обычно ядра атомов из-за большой величины массы протонов тр дают ничтожно малый (в сравнении с электронным вкладом 111998-380.jpg) вклад в рентгеновский А. ф., т. к. 111998-381.jpg , а 111998-382.jpg, т. е.111998-383.jpg0,5*10-3. Однако при рассеянии излучения на ядрах нек-рых изотопов, имеющих низколежащие гамма-резонансы (см. Мессбауэра эффект), ядерный вклад в области частот вблизи резонанса может быть большим (до ~102111998-384.jpg), причем он сильно зависит от частоты, в отличие от 111998-385.jpg, величина к рого от частоты практически не зависит. В отсутствие сверхтонких взаимодействий 111998-386.jpg не зависит от 111998-387.jpg, т. к.111998-388.jpg.

Электроны взаимодействуют с электростатич потенциалом S (r)атома. Следовательно, электронный А. ф. 111998-389.jpg (рис. 3) отражает распределение S (r) внутри атома. 111998-390.jpg зависит не только от числа электронов в атоме, но и от размеров электронных оболочек, что приводит к немонотонной зависимости 111998-391.jpg от Z.

Для электронов 111998-392.jpg . Электронная плотность атома 111998-393.jpg и потенциал S(r) связаны ур-нием Пуассона, поэтому fP и 111998-394.jpg взаимосвязаны:

111998-395.jpg

откуда видно, что 111998-396.jpg более резко зависит от s, чем111998-397.jpg, и более слабо от Z. Абс. величина 111998-398.jpg ~10-8 см, т. е. электроны значительно сильнее рентгеновских лучей взаимодействуют с веществом.

К А. ф. 111998-399.jpg тесно примыкает нейтронный ядерный фактор 111998-400.jpg (обычно обозначается b). Он не зависит от угла падения, т. к. длина волны де Бройля для нейтронов много больше радиуса атомного ядра, не имеет никакой определ. зависимости от Z и очень сильно меняется даже для изотопов одного элемента (рис. 3). Значения b не поддаются расчету и определяются опытным путем (см. Нейтронная оптика ).

111998-401.jpg

Рис. 3. Зависимости111998-402.jpg от111998-403.jpg.

Абс. значения b~10-12 см, т. е. нейтроны заметно слабее рентгеновских лучей взаимодействуют с веществом. Нек-рые ядра имеют низколежащие нейтронные резонансы, в результате чего в b присутствуют как потенциальный, так и резонансный вклад. При этом 6 может стать отрицат. величиной. В зависимости от взаимной ориентации спина ядра S и спина нейтрона b может иметь два значения:111998-404.jpg-для антипараллельной ориентации и111998-405.jpg-для параллельной, тогда

111998-406.jpg

Наряду с b в магнитоупорядоченных объектах можно ввести магнитный нейтронный А. ф. 111998-407.jpg (обозначается р), к-рый описывает когерентное рассеяние нейтронов на регулярно расположенных в пространстве магн. моментах атомов или ионов.

функция111998-408.jpg монотонно падает с ростом угла 111998-409.jpg. Поскольку магн. моменты атомов определяются магн. моментом внеш. оболочек атомов, то зависимость р от 111998-410.jpgболее резкая, чем у111998-411.jpg. Абс. величина111998-412.jpgсм. В зависимости от взаимной ориентации спина нейтрона и магн. момента атома р может быть как положит., так и отрицат. величиной. Полный нейтронный А ф. в магнитоупорядоченных средах равен сумме b+р.

Выражение (1) определяет А. ф. неподвижного атома. Колебания кристаллич. решётки приводят к появлению в (1) т. н. температурного фактора. Колебания атома вблизи положения равновесия эффективно увеличивают его радиус и, следовательно, сдвиги фаз между волнами, рассеянными на ненулевой угол, становятся больше, что усиливает эффект деструктивной интерференции между ними. Это и учитывает температурный фактор. Зависимость А. ф. от sin 111998-414.jpg при учёте температуры становится ещё более резкой (рис. 2).

Литература по атомному фактору

  1. Пинскер 3. Г., Дифракция электронов, M.- Л., 1949, гл. 7;
  2. Джеймс Р., Оптические принципы дифракции рентгеновских лучей, пер. с англ., M., 1950, гл. 3-5;
  3. Mиркин Л. И., Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов, M., 1961;
  4. Электронная микроскопия тонких кристаллов, пер. с англ., M., 1968, гл. 4;
  5. Иверонова В. И., Pевкевич Г. П., Теория рассеяния рентгеновских лучей, 2 изд., M., 1978, гл. 1, 4;
  6. Hозик Ю. 3., Озеров P. П., Xенниг К., Структурная нейтронография, M., 1979, гл. 2;
  7. Современная кристаллография, под ред. Б. К. Вайнштейна, т. 1, M., 1979;
  8. Изюмов Ю. A., Hайш В. E., Озеров P. П., Нейтронография магнетиков, M., 1981, гл. 5:
  9. International tables for x-ray cristallography, v. 4- Revised and supplementary tables to volumes 2 and 3, Birmingham, [1973].

А. В. Колпаков

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, что любой разумный человек скажет, что не может быть улыбки без кота и дыма без огня, что-то там, в космосе, должно быть, теплое, излучающее ЭМ-волны, соответствующее температуре 2.7ºК. Действительно, наблюдаемое космическое микроволновое излучение (CMB) есть тепловое излучение частиц эфира, имеющих температуру 2.7ºK. Еще в начале ХХ века великие химики и физики Д. И. Менделеев и Вальтер Нернст предсказали, что такое излучение (температура) должно обнаруживаться в космосе. В 1933 году проф. Эрих Регенер из Штуттгарта с помощью стратосферных зондов измерил эту температуру. Его измерения дали 2.8ºK - практически точное современное значение. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 31.03.2020 - 17:17: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
31.03.2020 - 17:14: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
31.03.2020 - 09:05: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
31.03.2020 - 07:10: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
31.03.2020 - 07:09: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
29.03.2020 - 20:10: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Современная физика - Карим_Хайдаров.
29.03.2020 - 13:31: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> Момент истины от Андрея Караулова - Карим_Хайдаров.
28.03.2020 - 06:17: ПЕРСОНАЛИИ - Personalias -> WHO IS WHO - КТО ЕСТЬ КТО - Карим_Хайдаров.
28.03.2020 - 06:10: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
26.03.2020 - 18:27: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ФИЗИКА - Experimental Physics -> Вихревые эффекты и вихревые теплогенераторы - Карим_Хайдаров.
26.03.2020 - 18:24: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Маклакова - Карим_Хайдаров.
26.03.2020 - 17:57: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution